JP2006071998A - Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus - Google Patents
Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006071998A JP2006071998A JP2004255621A JP2004255621A JP2006071998A JP 2006071998 A JP2006071998 A JP 2006071998A JP 2004255621 A JP2004255621 A JP 2004255621A JP 2004255621 A JP2004255621 A JP 2004255621A JP 2006071998 A JP2006071998 A JP 2006071998A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- fixing belt
- metal
- fixing
- heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 260
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 203
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 203
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 143
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 81
- 229920006015 heat resistant resin Polymers 0.000 claims abstract description 50
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 40
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 8
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims description 7
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 abstract description 50
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 abstract 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 74
- 239000010408 film Substances 0.000 description 40
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 description 35
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 33
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 31
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 31
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 21
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 21
- 239000002585 base Substances 0.000 description 20
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 19
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 19
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 17
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 16
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 16
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 15
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 14
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 13
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 12
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 8
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 5
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 2
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 2
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011135 tin Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 239000004944 Liquid Silicone Rubber Substances 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 239000004974 Thermotropic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002500 effect on skin Effects 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 238000005323 electroforming Methods 0.000 description 1
- 229920006351 engineering plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Fixing For Electrophotography (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電子写真方式を利用した複写機やプリンター等における、電磁誘導加熱方式の定着装置用の定着ベルト、これを用いた定着装置、および、この定着装置を用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing belt for an electromagnetic induction heating type fixing device in a copying machine or a printer using an electrophotographic method, a fixing device using the same, and an image forming apparatus using the fixing device.
従来、電子写真方式の複写機やプリンター等の画像形成装置では、用紙等の記録媒体上に形成されたトナー像を記録媒体上に定着し、永久画像にするための工程を定着工程と呼んでいる。前記定着工程では、従来、圧力定着、オーブン定着、溶剤定着、熱圧力定着法等の方式が利用されているが、これらの方式の中でも熱を有効に伝えられ、未定着トナー像をより強固に定着させられ、かつ比較的安全であるため、熱圧力定着法がもっとも一般的である。 Conventionally, in an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine or a printer, a process for fixing a toner image formed on a recording medium such as paper on the recording medium to form a permanent image is called a fixing process. Yes. Conventionally, methods such as pressure fixing, oven fixing, solvent fixing, and thermal pressure fixing methods are used in the fixing step, but among these methods, heat can be effectively transmitted and unfixed toner images can be strengthened more firmly. Thermal pressure fixing is the most common because it is fixed and relatively safe.
熱圧力定着法は、未定着トナー像が形成された記録媒体を、加熱された2本のロールあるいはベルトにより構成されたニップ内を通過させ、ニップ通過時にロールあるいはベルトによって加熱され溶融状態となった未定着トナー像を、ニップに加わる圧力により記録媒体に押圧することにより記録媒体表面に定着させる方法である。この時、未定着トナー像に熱を伝えるために、ハロゲンヒーター等の加熱手段により、定着部材(ロールまたはベルト)を加熱している。 In the thermal pressure fixing method, a recording medium on which an unfixed toner image is formed is passed through a nip constituted by two heated rolls or belts, and when the nip passes, the recording medium is heated and melted by the rolls or belts. In this method, the unfixed toner image is fixed on the surface of the recording medium by being pressed against the recording medium by the pressure applied to the nip. At this time, in order to transmit heat to the unfixed toner image, the fixing member (roll or belt) is heated by heating means such as a halogen heater.
定着部材を加熱する方法として、例えば、定着部材がロール(定着ロール)である場合には、一般的には、ロールの内部に設けたハロゲンヒーターの輻射熱によりロール内から加熱する方法が用いられてきた。この方法ではロール内からの加熱であるため、本来加熱したいロール表面が定着可能な状態まで加熱されるのに時間がかかってしまう。そのため、ユーザーがコピーあるいはプリントを行う際に、待ち時間が発生してしまっていた。また、待ち時間を少しでも短くするため、待機中に定着ロール表面を定着温度以下の高温状態に加熱しつづけることが一般的に行われていたが、不使用時にも加熱しているため消費電力が大きくなり、近年の地球温暖化防止等の省エネに対する要求を満足していなかった。 As a method of heating the fixing member, for example, when the fixing member is a roll (fixing roll), generally, a method of heating from inside the roll by radiant heat of a halogen heater provided inside the roll has been used. It was. In this method, since heating is performed from the inside of the roll, it takes time to heat the roll surface to be heated to a state where it can be fixed. Therefore, a waiting time has occurred when the user performs copying or printing. Also, in order to shorten the waiting time as much as possible, it has been common practice to keep the surface of the fixing roll heated to a temperature lower than the fixing temperature during standby, but it is also heated when not in use. However, the demand for energy saving such as prevention of global warming in recent years was not satisfied.
そこで、省エネに対応した定着方法として薄膜フィルムと固定ヒーターを用いた定着装置が提案されている(例えば、特許文献1,2等参照)。このような技術開発をきっかけに、定着部材として膜厚の薄いベルトを使い、その内面に面状の抵抗発熱体を配置して、加熱する方法が広く用いられるようになった。この方法では、ロールを中央から加熱する方法に比べて、断熱層である空気層を介さなくてよい上に、ロールの芯軸を加熱する必要がないため、ロール中央から加熱する方法にくらべて定着が可能となる時間を短縮することができる。 Accordingly, a fixing device using a thin film and a fixed heater has been proposed as a fixing method corresponding to energy saving (see, for example, Patent Documents 1 and 2). As a result of this technological development, a method of heating by using a thin belt as a fixing member and disposing a planar resistance heating element on the inner surface has come to be widely used. Compared to the method of heating from the center of the roll, this method does not require the air layer as a heat insulating layer to be interposed and the core shaft of the roll does not need to be heated compared to the method of heating the roll from the center. The time for fixing can be shortened.
しかし、上述のベルトと面状の抵抗発熱体を用いた定着法では、ヒーターである面状抵抗発熱体自身が熱容量を持っており、十分に定着が可能となる時間がユーザーにとって待ち時間が感じられないほどの短縮させることが難しい。加えて、面状の抵抗発熱体の軸方向の温度均一化も困難であることから、十分な省エネ化・高画質化がなされたとはいえないのが現状である。 However, in the above-described fixing method using a belt and a planar resistance heating element, the planar resistance heating element itself, which is a heater, has a heat capacity, and the user feels a waiting time when sufficient fixing is possible. It's difficult to make it shorter than you can. In addition, since it is difficult to achieve uniform temperature in the axial direction of the planar resistance heating element, it cannot be said that sufficient energy saving and high image quality have been achieved.
一方、近年、電磁誘導加熱方式により定着部材を加熱する方法が検討されている(例えば、特許文献3,4等参照)。この電磁誘導加熱方式による定着方法について以下にその発熱原理を説明する。
電磁誘導加熱方式を利用した定着装置(誘導加熱定着装置)では、定着部材や、加圧部材のほかに、コイルが用いられる。このコイルは定着部材の内部あるいは外部の定着部材に近接した位置に設置され、高周波電源と電気的に接続される。また、定着部材としては、金属発熱層を有する構成であれば、ロール形状であろうがベルト形状であろうが形状に関わり無く、どちらでも誘導加熱は可能である。
On the other hand, in recent years, methods for heating a fixing member by an electromagnetic induction heating method have been studied (see, for example, Patent Documents 3 and 4). The heat generation principle of the fixing method using this electromagnetic induction heating method will be described below.
In a fixing device (induction heating fixing device) using an electromagnetic induction heating method, a coil is used in addition to a fixing member and a pressure member. This coil is installed in a position close to the fixing member inside or outside the fixing member, and is electrically connected to a high-frequency power source. In addition, the fixing member having a metal heat generating layer can be induction-heated regardless of the shape, whether it is a roll shape or a belt shape.
このような定着装置による定着は以下のように行われる。まず、高周波電源により高周波の交流電流をコイルに流す。このとき、コイルには電流の向きに応じたコイルが巻回された面に直行する向きに磁束が発生する。この磁束は、コイルに近接して設置された定着部材の金属発熱層を横切ることとなり、定着部材の金属発熱層には、この磁束を打ち消す方向に磁界を発生するような渦電流が発生する。金属発熱層は、この層を構成する金属材料と層の厚さで決まる抵抗値を持っているため、発生した渦電流による電気エネルギーは熱エネルギーに変換される。
この時の金属発熱層の発熱により定着部材表面が加熱されるため、定着部材と加圧部材との成すニップを、未定着トナー像が形成された記録媒体が通過すると、未定着トナー像が記録媒体に加熱圧着され、定着される。
Fixing by such a fixing device is performed as follows. First, a high-frequency alternating current is passed through the coil by a high-frequency power source. At this time, a magnetic flux is generated in the coil in a direction perpendicular to the surface on which the coil is wound according to the direction of the current. This magnetic flux crosses the metal heat generating layer of the fixing member installed in the vicinity of the coil, and an eddy current is generated in the metal heat generating layer of the fixing member so as to generate a magnetic field in the direction to cancel the magnetic flux. Since the metal heat generating layer has a resistance value determined by the metal material constituting the layer and the thickness of the layer, the electric energy generated by the generated eddy current is converted into heat energy.
Since the surface of the fixing member is heated by the heat generation of the metal heating layer at this time, when the recording medium on which the unfixed toner image is formed passes through the nip formed by the fixing member and the pressure member, the unfixed toner image is recorded. It is heat-pressed and fixed on the medium.
この方法では、本来加熱したい定着部材の表面を効果的、かつ、高熱効率で加熱することができるため、定着可能となるまでの時間(以下、「ウォームアップタイム」と称す場合がある)を極限まで短縮できる可能性がある。前述したように、誘導加熱定着装置では、定着部材としてロールを用いたロールタイプと、ベルトを用いたベルトタイプとがあり、いずれの場合でも定着部材に近接した位置に配置したコイルに高周波電流を流すことで、定着部材の金属発熱層に誘導起電力を生じさせ、渦電流が流れることで加熱される。 In this method, the surface of the fixing member originally intended to be heated can be effectively heated with high thermal efficiency, so that the time until fixing is possible (hereinafter sometimes referred to as “warm-up time”) is limited. There is a possibility that it can be shortened. As described above, in the induction heating fixing device, there are a roll type using a roll as a fixing member and a belt type using a belt, and in any case, a high frequency current is applied to a coil disposed at a position close to the fixing member. By flowing, an induced electromotive force is generated in the metal heat generating layer of the fixing member, and the eddy current flows to heat the fixing member.
定着部材がロールタイプの場合、金属発熱層としてはロールを構成する芯金を利用することができ、コイルによって渦電流が発生し加熱されるような材質・厚さの芯金を選択することで定着可能温度まで加熱が可能である。しかし、ロールタイプでは加熱されるのが芯金であることから、従来の加熱方式と比べて、定着部材表面と芯金との間に空気層が無いため定着可能な温度に達するのは速い。しかし、芯金自体に剛性が必要とされるため、数mm程度の厚さが必要とされる。
その結果、金属発熱層の機能を兼ねる芯金の熱容量は大きくならざるを得なく、加熱するのには時間がかかるため、ウォームアップタイムを十分に短縮できない。
When the fixing member is of a roll type, a metal core constituting the roll can be used as the metal heat generating layer, and by selecting a metal core having a material and thickness that can generate eddy current and be heated by the coil. Heating to a fixing temperature is possible. However, in the roll type, since the core is heated, compared to the conventional heating method, since there is no air layer between the surface of the fixing member and the core, it is quick to reach the fixing temperature. However, since rigidity is required for the core metal itself, a thickness of about several mm is required.
As a result, the heat capacity of the metal core that also functions as the metal heating layer is inevitably increased, and it takes time to heat, so the warm-up time cannot be shortened sufficiently.
一方、定着部材がベルトタイプである場合には、金属発熱層を基材とした定着ベルトを用いる定着方法と、耐熱性樹脂からなる基材上に金属発熱層を設けた構成の定着ベルトを用いる方法とがある。金属発熱層が基材を兼ねる定着ベルトの場合、基材としてある程度の強度が必要であるため、基材の機能も兼ねる金属発熱層の厚さは数十μm〜200μm程度は必要である。このためロールタイプの定着部材ほどではないが、基材の熱容量が大きくなってしまうため、定着ベルト表面が加熱されるのに時間が必要となってしまう。 On the other hand, when the fixing member is a belt type, a fixing method using a fixing belt having a metal heat generating layer as a base material and a fixing belt having a metal heat generating layer provided on a base material made of a heat resistant resin are used. There is a method. In the case of a fixing belt in which the metal heat generating layer also serves as a base material, a certain degree of strength is required as the base material. Therefore, the thickness of the metal heat generating layer that also serves as a base material needs to be about several tens to 200 μm. For this reason, although it is not as much as a roll type fixing member, the heat capacity of the base material is increased, so that it takes time to heat the surface of the fixing belt.
また、加圧部材とこの定着ベルトでニップを形成するために、定着ベルト内部の加圧部材と対向する位置に、ニップに押圧力を加える押圧部材を配置しなければならない。この押圧部材は通常加圧部材と均一な圧力でニップを形成し、かつニップ幅を確保するためにゴムパッドを用いるケースが多い。しかしながら、このゴムパッドと金属からなる基材との摺動性が悪いため、パッドを激しく劣化させてしまう場合があった。 In order to form a nip between the pressure member and the fixing belt, a pressing member that applies a pressing force to the nip must be disposed at a position facing the pressure member inside the fixing belt. In many cases, this pressing member forms a nip with a uniform pressure with the pressure member and uses a rubber pad to secure a nip width. However, since the slidability between the rubber pad and the base material made of metal is poor, the pad may be severely deteriorated.
一方、耐熱性樹脂からなる基材上に金属発熱層を設けたタイプの定着ベルトの場合、基材に使われる耐熱性樹脂としては、ポリイミドやポリアミドイミドなどのようなエンジニアリングプラスチックで、200℃以上の耐熱性があり、強度がある程度以上のものが使われている。基材が耐熱性樹脂からなる定着ベルトの場合は耐熱性樹脂からなる基材により強度が確保されているため、金属発熱層は発熱性能が十分に確保できるのであれば、その膜厚を薄くすることができる。そのため金属発熱層が基材の機能も兼ねる定着ベルトと比較して、ウォームアップタイムの短縮が可能となる。また基材が耐熱性樹脂からなるため、ニップを形成するために定着ベルトの内面に設けられるゴムパッドとの摺動性も良好である。 On the other hand, in the case of a fixing belt of a type in which a metal heating layer is provided on a base material made of a heat-resistant resin, the heat-resistant resin used for the base material is an engineering plastic such as polyimide or polyamideimide, and 200 ° C or higher It has the heat resistance and the strength is more than a certain level. In the case of a fixing belt made of a heat-resistant resin, the strength is secured by the base material made of a heat-resistant resin. Therefore, if the heat generation performance of the metal heat generating layer can be sufficiently secured, the film thickness is reduced. be able to. Therefore, the warm-up time can be shortened as compared with the fixing belt in which the metal heating layer also functions as a base material. Further, since the base material is made of a heat resistant resin, the sliding property with the rubber pad provided on the inner surface of the fixing belt for forming the nip is also good.
耐熱性樹脂からなる基材上に設けられる金属発熱層は、基材上に均一な膜厚で形成される必要がある。この金属発熱層の膜厚は、この層を構成する金属の種類にもより一概には言えないが、低抵抗な金属であるほど薄くすることができ、加えて定着可能な温度に達する時間が短くすることが可能となる。一般的には、金・銀・銅・アルミニウムなどの金属が金属発熱層を構成する材料として用いられる場合が多い。 The metal heating layer provided on the base material made of the heat resistant resin needs to be formed with a uniform film thickness on the base material. The film thickness of this metal heating layer cannot be said more generally than the type of metal constituting this layer, but the lower the resistance metal, the thinner it can be, and in addition, the time to reach the fixable temperature. It can be shortened. In general, metals such as gold, silver, copper, and aluminum are often used as materials constituting the metal heating layer.
これら金属の薄膜を耐熱性樹脂からなる基材上に形成する方法としては、めっき法・蒸着法・スパッタリング等の金属薄膜形成方法が挙げられる。金属薄膜は金属種によって適切な膜厚が存在することは前に述べた通りだが、その膜厚が薄いほど定着ベルトそのものの剛直性が緩和され、よりフレキシブルになるため適切なニップを形成しやすく、そのため良好な定着画質が得られる。また薄いほど金属発熱層の持つ熱容量を低くできるため、ウォームアップタイムを短縮できるという利点もある。したがって、金属発熱層の形成に際しては、膜厚が薄くても十分に発熱するような低抵抗金属を選択し、この金属をなるべく薄く、かつ、均一に成膜することが必要となる。 Examples of a method for forming these metal thin films on a substrate made of a heat resistant resin include metal thin film forming methods such as plating, vapor deposition, and sputtering. As described above, the metal thin film has an appropriate film thickness depending on the metal species. However, the thinner the film thickness, the less rigid the fixing belt itself and the more flexible it becomes, so it is easier to form an appropriate nip. Therefore, a good fixing image quality can be obtained. Further, the thinner, the lower the heat capacity of the metal heating layer, which has the advantage of shortening the warm-up time. Therefore, when forming the metal heat generating layer, it is necessary to select a low-resistance metal that generates heat sufficiently even if the film thickness is thin, and to form this metal as thinly and uniformly as possible.
しかしながら、上述の金属発熱層を耐熱性樹脂からなる基材上に形成した定着ベルトにでは、金属発熱層の耐久性に欠けているのが現状である。
特に、金属発熱層の熱容量を小さくしウォームアップタイムを短縮でき、さらに定着ベルト自体のフレキシブル性を向上させることで良好な画質を得るためには、金属発熱層の膜厚が薄ければ薄いほど好ましいが、その反面、金属発熱層の膜としての強度は低下してしまう。
However, in the fixing belt in which the above-described metal heating layer is formed on a base material made of a heat resistant resin, the durability of the metal heating layer is currently lacking.
In particular, in order to obtain a good image quality by reducing the heat capacity of the metal heating layer and shortening the warm-up time, and further improving the flexibility of the fixing belt itself, the thinner the metal heating layer, the smaller the film thickness. On the other hand, the strength of the metal heating layer as a film is reduced.
また定着部材は、記録媒体上の未定着トナー像を溶融すると同時に、圧力をかけて記録媒体により強固に固着させるため、この定着ベルトに対向する位置に設けられた加圧部材(加圧ロール・加圧パッド・加圧ベルト等)との間にニップ荷重が印加して使われる。このとき、金属発熱層が薄い場合、定着に必要なニップ荷重によって、クラックや亀裂といったディフェクトを生じるケースがあった。 またニップ荷重が低い場合においても、定着ベルトがニップ内を何度も通過し、繰り返し屈曲ストレスを受けることにより金属発熱層がクラック・亀裂等のディフェクトを生じることがある。 The fixing member melts the unfixed toner image on the recording medium and at the same time applies pressure to firmly fix the toner image on the recording medium. Therefore, the fixing member is provided with a pressure member (pressure roll, A nip load is applied between the pressure pad and pressure belt. At this time, when the metal heating layer is thin, defects such as cracks and cracks may occur due to the nip load necessary for fixing. Even when the nip load is low, the fixing belt passes through the nip many times and repeatedly receives bending stress, so that the metal heating layer may have defects such as cracks and cracks.
このような定着部材において、金属発熱層にクラック・亀裂等のディフェクトが生じると、金属発熱層の抵抗が上昇したり、あるいは、金属発熱層内で電気的に絶縁状態になるため、発熱特性が低下することになる。また、発生したクラックが亀裂までにはいたらず、溝状のディフェクトになっていたとすると、局所的に膜厚が薄い部分ができた状態になり、その結果、溝部では異常発熱を起こしてしまう。この異常発熱は、定着ベルトの表面を被覆する離型層が焼けたり、溶けたりして、定着部材としての耐久性を著しく低下させる原因ともなっていた。 In such a fixing member, when a defect such as a crack occurs in the metal heat generating layer, the resistance of the metal heat generating layer is increased or the metal heat generating layer is electrically insulated. Will be reduced. Further, if the generated crack does not reach the crack but has a groove-like defect, a locally thin portion is formed, and as a result, abnormal heat is generated in the groove. This abnormal heat generation has caused the release layer covering the surface of the fixing belt to be burnt or melted, and to cause a significant decrease in the durability of the fixing member.
そこで、基材を構成する耐熱性樹脂としてポリイミド樹脂を用い、基材の形成に際しこのポリイミド樹脂のイミド化率を制御することにより、基材に柔軟性を付与し、この基材上に設けられる金属発熱層への機械的なストレスを低減する技術が提案されている(特許文献5参照)。 Therefore, a polyimide resin is used as the heat-resistant resin constituting the substrate, and the substrate is provided with flexibility by controlling the imidization ratio of the polyimide resin during the formation of the substrate. A technique for reducing mechanical stress on the metal heating layer has been proposed (see Patent Document 5).
しかし、ニップにおけるストレスによっては金属発熱層が受ける機械的ストレスは、基材に柔軟性を付与しただけでは十分に緩和できないため、金属発熱層の耐久性劣化を十分に解決できるには至っていない。 However, the mechanical stress that the metal heat generating layer receives depending on the stress at the nip cannot be sufficiently relaxed only by imparting flexibility to the base material, so that the durability deterioration of the metal heat generating layer cannot be sufficiently solved.
本発明は、上記問題点を解決することを課題とする。すなわち、本発明は、抵抗加熱方式の定着ベルトと比べてウォームアップタイムが短縮できると共に、従来の電磁誘導加熱方式の定着ベルトと比べて機械的ストレスによる金属発熱層のクラック等による耐久性の低下を抑制して長期に渡って安定した発熱特性が維持できる定着ベルト、これを用いた定着装置、および、この定着装置を用いた画像形成装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above problems. That is, according to the present invention, the warm-up time can be shortened as compared with the resistance heating type fixing belt, and the durability is reduced due to a crack in the metal heating layer due to mechanical stress as compared with the conventional electromagnetic induction heating type fixing belt. It is an object of the present invention to provide a fixing belt that can suppress heat generation and maintain stable heat generation characteristics over a long period of time, a fixing device using the same, and an image forming apparatus using the fixing device.
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は、
<1>
磁界が印加された際に発生する渦電流により発熱する金属発熱層を含み、記録媒体の表面に形成された未定着トナー像を加熱押圧することにより定着する定着ベルトにおいて、
前記金属発熱層の前記記録媒体が位置する側と反対側の面に設けられた耐熱性樹脂からなる保護層と、前記金属発熱層の前記記録媒体が位置する側の面に設けられた金属保護層とを含み、且つ、前記金属発熱層と前記金属保護層とが下式(1)を満たすことを特徴とする定着ベルトである。
・式(1) ρA>ρB
〔但し、式(1)中、ρAは、前記金属保護層の固有抵抗(Ω・cm)を表し、ρBは前記金属発熱層の固有抵抗(Ω・cm)を表す。〕
The above-mentioned subject is achieved by the following present invention. That is, the present invention
<1>
In a fixing belt that includes a metal heating layer that generates heat due to an eddy current generated when a magnetic field is applied, and is fixed by heating and pressing an unfixed toner image formed on the surface of the recording medium.
A protective layer made of a heat-resistant resin provided on the surface of the metal heating layer opposite to the recording medium; and a metal protection provided on the surface of the metal heating layer on the recording medium side. The fixing belt is characterized in that the metal heating layer and the metal protective layer satisfy the following formula (1).
・ Formula (1) ρ A > ρ B
[In the formula (1), ρ A represents the specific resistance (Ω · cm) of the metal protective layer, and ρ B represents the specific resistance (Ω · cm) of the metal heating layer. ]
<2>
前記金属保護層の固有抵抗ρAが、前記金属発熱層の固有抵抗ρBの2倍以上であることを特徴とする<1>に記載の定着ベルトである。
<2>
The fixing belt according to <1>, wherein a specific resistance ρ A of the metal protective layer is twice or more a specific resistance ρ B of the metal heating layer.
<3> 前記耐熱樹脂からなる保護層の厚さが10μm〜100μmの範囲内であることを特徴とする<1>または<2>に記載の定着ベルトである。 <3> The fixing belt according to <1> or <2>, wherein the protective layer made of the heat-resistant resin has a thickness in a range of 10 μm to 100 μm.
<4> 前記金属発熱層の厚さが3μm〜20μmの範囲内であることを特徴とする<1>〜<3>のいずれか1つに記載の定着ベルトである。 <4> The fixing belt according to any one of <1> to <3>, wherein the metal heating layer has a thickness in a range of 3 μm to 20 μm.
<5> 前記金属保護層の厚さが1μm〜10μmの範囲内であることを特徴とする<1>〜<4>のいずれか1つに記載の定着ベルトである。 <5> The fixing belt according to any one of <1> to <4>, wherein the metal protective layer has a thickness in a range of 1 μm to 10 μm.
<6> 前記金属発熱層が銅を主成分とする金属からなることを特徴とする<1>〜<5>のいずれか1つに記載の定着ベルトである。 <6> The fixing belt according to any one of <1> to <5>, wherein the metal heating layer is made of a metal having copper as a main component.
<7> 前記金属保護層がニッケルを主成分とする金属からなることを特徴とする<1>〜<6>のいずれか1つに記載の定着ベルトである。 <7> The fixing belt according to any one of <1> to <6>, wherein the metal protective layer is made of a metal containing nickel as a main component.
<8> 前記耐熱樹脂からなる保護層がポリイミド樹脂を含むことを特徴とする<1>〜<7>のいずれか1つに記載の定着ベルトである。 <8> The fixing belt according to any one of <1> to <7>, wherein the protective layer made of the heat resistant resin includes a polyimide resin.
<9> 前記金属保護層の前記金属発熱層が設けられた側と反対側の面に離型層が設けられたことを特徴とする<1>〜<8>のいずれか1つに記載の定着ベルトである。 <9> The release layer according to any one of <1> to <8>, wherein a release layer is provided on a surface of the metal protective layer opposite to the side on which the metal heating layer is provided. It is a fixing belt.
<10> 前記離型層がフッ素樹脂を含むことを特徴とする<9>に記載の定着ベルトである。 <10> The fixing belt according to <9>, wherein the release layer includes a fluororesin.
<11> 前記金属保護層と離型層との間に弾性層を設けたことを特徴とする<9>に記載の定着ベルトである。 <11> The fixing belt according to <9>, wherein an elastic layer is provided between the metal protective layer and the release layer.
<12>
磁界が印加された際に発生する渦電流により発熱する金属発熱層を含む定着ベルトと、該定着ベルトに当接してニップを形成し回転する加圧部材と、前記定着ベルトの前記加圧部材が設けられた側と反対側の面を押圧する押圧部材と、交番電流を流すことにより前記金属発熱層に磁界を印加する励磁コイルとを含む定着装置において、
前記定着ベルトが、<1>〜<11>のいずれか1つに記載の定着ベルトであることを特徴とする定着装置である。
<12>
A fixing belt including a metal heating layer that generates heat due to an eddy current generated when a magnetic field is applied; a pressing member that contacts the fixing belt to form a nip and rotates; and the pressing member of the fixing belt includes: In a fixing device including a pressing member that presses a surface opposite to the provided side, and an excitation coil that applies a magnetic field to the metal heating layer by flowing an alternating current,
The fixing device is the fixing device according to any one of <1> to <11>.
<13>
像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電させた前記像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を現像剤により現像し未定着トナー像を形成する現像手段と、前記未定着トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記未定着トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段とを少なくとも備えた画像形成装置において、
前記定着手段が、<12>に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置である。
<13>
An image carrier, charging means for charging the surface of the image carrier, latent image forming means for forming a latent image on the charged surface of the image carrier, and developing the latent image with a developer to form an unfixed toner image An image forming apparatus comprising at least a developing unit that forms a toner image, a transfer unit that transfers the unfixed toner image to a transfer target, and a fixing unit that heat-fixes the unfixed toner image on a recording medium.
An image forming apparatus, wherein the fixing unit is the fixing device according to <12>.
以上に説明したように本発明によれば、抵抗加熱方式の定着ベルトと比べてウォームアップタイムが短縮できると共に、従来の電磁誘導加熱方式の定着ベルトと比べて機械的ストレスによる金属発熱層のクラック等による耐久性の低下を抑制して長期に渡って安定した発熱特性が維持できる定着ベルト、これを用いた定着装置、および、この定着装置を用いた画像形成装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, the warm-up time can be shortened as compared with the resistance heating type fixing belt, and the metal heating layer cracks due to mechanical stress compared with the conventional electromagnetic induction heating type fixing belt. It is possible to provide a fixing belt capable of maintaining a stable heat generation characteristic over a long period by suppressing a decrease in durability due to the above, a fixing device using the same, and an image forming apparatus using the fixing device.
<定着ベルト>
本発明の定着ベルトは、磁界が印加された際に発生する渦電流により発熱する金属発熱層を含み、記録媒体の表面に形成された未定着トナー像を加熱押圧することにより定着する定着ベルトにおいて、前記金属発熱層の前記記録媒体が位置する側と反対側の面に設けられた耐熱性樹脂からなる保護層と、前記金属発熱層の前記記録媒体が位置する側の面に設けられた金属保護層とを含み、且つ、前記金属発熱層と前記金属保護層とが下式(1)を満たすことを特徴とする。
・式(1) ρA>ρB
但し、上記式(1)中、ρAは、前記金属保護層の固有抵抗(Ω・cm)を表し、ρBは前記金属発熱層の固有抵抗(Ω・cm)を表す。
<Fixing belt>
The fixing belt of the present invention is a fixing belt that includes a metal heating layer that generates heat due to an eddy current generated when a magnetic field is applied, and fixes an unfixed toner image formed on the surface of a recording medium by heating and pressing. A protective layer made of a heat-resistant resin provided on the surface of the metal heating layer opposite to the recording medium; and a metal provided on the surface of the metal heating layer on the recording medium side. The metal heating layer and the metal protective layer satisfy the following formula (1).
・ Formula (1) ρ A > ρ B
In the above formula (1), ρ A represents the specific resistance (Ω · cm) of the metal protective layer, and ρ B represents the specific resistance (Ω · cm) of the metal heating layer.
従って、本発明の定着ベルトは、抵抗加熱方式の定着ベルトと比べてウォームアップタイムが短縮できると共に、従来の電磁誘導加熱方式の定着ベルトと比べて機械的ストレスによる金属発熱層のクラック等による耐久性の低下を抑制して長期に渡って安定した発熱特性を維持することができる。 Therefore, the fixing belt of the present invention can shorten the warm-up time as compared with the resistance heating type fixing belt, and can be more durable than the conventional electromagnetic induction heating type fixing belt due to cracks in the metal heating layer due to mechanical stress. Therefore, stable heat generation characteristics can be maintained over a long period of time.
本発明の定着ベルトは、金属発熱層の記録媒体が位置する側と反対側の面に耐熱性樹脂からなる保護層(以下、「基材」あるいは「耐熱樹脂保護層」と称す場合がある)を設けている。このため、金属発熱層が基材の機能を兼ねるような場合と比べると、基材の断熱効果により金属発熱層で発生した熱の定着ベルト内面(記録媒体と接触しない側の面)側への流失が少なくなるため、ウォームアップタイムをより短縮することができる。さらに定着ベルトの内面に設けられるゴムパッドのような押圧部材との摺動抵抗を抑制することができるため、押圧部材の損傷を抑えてその寿命を延ばすことができる。 The fixing belt of the present invention has a protective layer made of a heat resistant resin on the surface opposite to the side on which the recording medium of the metal heating layer is located (hereinafter sometimes referred to as “base material” or “heat resistant resin protective layer”). Is provided. For this reason, compared to the case where the metal heat generating layer also functions as a base material, the heat generated in the metal heat generating layer due to the heat insulating effect of the base material is directed to the inner surface of the fixing belt (the surface not in contact with the recording medium). Since the loss is reduced, the warm-up time can be further shortened. Furthermore, since sliding resistance with a pressing member such as a rubber pad provided on the inner surface of the fixing belt can be suppressed, damage to the pressing member can be suppressed and its life can be extended.
さらに、本発明の定着ベルトは、金属発熱層の記録媒体が位置する側の面に金属保護層を設けている。このため、金属発熱層は、定着ベルトが繰り返し回転を行うことによってニップ内で変形を繰り返すことによる機械的ストレスが、金属保護層により緩和されるため、長期に渡って使用しても金属発熱層でのクラック等の機械的ディフェクトの発生が抑制され、発熱特性を安定して維持することができる。
このような金属保護層を設けない場合には、金属発熱層は、その両面に引っ張り力あるいは圧縮力を強く受けるために、クラック等の機械的ディフェクトが発生し易く、長期に渡って使用した場合には、金属発熱層の電気特性や発熱特性が劣化してしまう。
Furthermore, the fixing belt of the present invention is provided with a metal protective layer on the surface of the metal heating layer on the side where the recording medium is located. For this reason, since the metal heat generating layer relieves mechanical stress due to repeated deformation in the nip due to repeated rotation of the fixing belt by the metal protective layer, the metal heat generating layer can be used over a long period of time. The occurrence of mechanical defects such as cracks is suppressed, and the heat generation characteristics can be stably maintained.
When such a metal protective layer is not provided, the metal heating layer is strongly subjected to tensile or compressive force on both sides, so that mechanical defects such as cracks are likely to occur, and when used over a long period of time. In this case, the electrical characteristics and heat generation characteristics of the metal heat generation layer are deteriorated.
また、このような金属保護層は、本来ならば金属発熱層自体に求められる機械的耐久性を肩代わりするため、本発明の定着ベルトでは、従来よりも金属発熱層の厚みをより薄くすることができる。このため、金属発熱層自体の熱容量を抑制でき、ウォームアップタイムをより短縮することができる。 In addition, since such a metal protective layer replaces the mechanical durability originally required for the metal heat generating layer itself, the fixing belt of the present invention can make the metal heat generating layer thinner than before. it can. For this reason, the heat capacity of the metal heating layer itself can be suppressed, and the warm-up time can be further shortened.
また、定着ベルトの外面(記録媒体と当接する側の面)には、フッ素樹脂等の表面エネルギーの低い樹脂材料から構成される離型層等を設けることがあるが、このような離型層は、金属材料と比較すると熱伝導率が低い上に、強度にも劣る。しかしながら、本発明の定着ベルトにおいては離型層を設けるような場合において、この離型層の厚みを、より熱伝導率が高く強度にも優れた金属保護層の厚みで置き換えることで、定着ベルト全体の強度を向上させることができる上に、ウォームアップタイムもより短縮することができる。 In addition, a release layer made of a resin material having a low surface energy such as a fluororesin may be provided on the outer surface of the fixing belt (the surface on the side in contact with the recording medium). Compared with a metal material, the thermal conductivity is low and the strength is also inferior. However, in the case where a release layer is provided in the fixing belt of the present invention, the thickness of the release layer is replaced with the thickness of a metal protective layer having higher thermal conductivity and excellent strength, thereby fixing the fixing belt. The overall strength can be improved and the warm-up time can be further shortened.
なお、2つの抵抗の異なる第1の金属層と第2の金属層とが互いに接して設けられている場合において、これらの金属層に磁界を印加した場合には、抵抗のより低い側の金属層に渦電流が発生し、この渦電流が発生した側の金属層が発熱する。
従って、金属保護層の膜厚をtA(μm)とし、金属発熱層の膜厚をtB(μm)とした場合に、2つの金属層の抵抗値ρA/tA、ρB/tB(Ω)は、下式(2)を満たす必要がある。
・式(2) ρA/tA>ρB/tB
In the case where the first metal layer and the second metal layer having two different resistances are provided in contact with each other, when a magnetic field is applied to these metal layers, the metal on the lower resistance side An eddy current is generated in the layer, and the metal layer on which the eddy current is generated generates heat.
Therefore, when the thickness of the metal protective layer is t A (μm) and the thickness of the metal heating layer is t B (μm), the resistance values ρ A / t A and ρ B / t of the two metal layers B (Ω) needs to satisfy the following formula (2).
Formula (2) ρ A / t A > ρ B / t B
しかし、このような関係を満たしていたとしても、金属発熱層を構成する材料自体が低抵抗でなければ、金属発熱層に印加された磁場エネルギーを熱エネルギーに効率的に転換できず、エネルギーロスが大きくなったり、ウォームアップタイムを短縮することができないため、本発明の定着ベルトでは、上述の式(2)に加えて、式(1)も同時に満たす必要がある。
このような関係を満たさない場合には、金属発熱層に磁界が印加されても発熱せず、金属保護層が発熱層として機能する。このためウォームアップタイムが長くなり本発明の効果を奏さなくなる場合がある。
However, even if such a relationship is satisfied, if the material constituting the metal heating layer itself is not low resistance, the magnetic field energy applied to the metal heating layer cannot be efficiently converted into heat energy, resulting in energy loss. In the fixing belt of the present invention, it is necessary to satisfy the formula (1) in addition to the above formula (2) at the same time.
When this relationship is not satisfied, no heat is generated even when a magnetic field is applied to the metal heat generating layer, and the metal protective layer functions as a heat generating layer. For this reason, the warm-up time becomes long and the effects of the present invention may not be achieved.
なお、金属保護層の固有抵抗ρAは、金属発熱層の固有抵抗ρBの1倍を超えることが必要であり、2倍以上であることが好ましく、3倍以上であることがより好ましい。金属保護層の固有抵抗ρAは、金属発熱層の固有抵抗ρBの1倍未満である場合にはウォームアップタイムが長くなり本発明の効果を奏さなくなる。また、1倍を超え2倍未満の場合では、ウォームアップタイムを確実に短縮することができるが、2倍を超える場合と比べるとやや不充分な場合がある。
また、金属保護層の固有抵抗ρAは、金属発熱層の固有抵抗ρBよりも大きければ大きい程好ましいが、材料選択肢が狭まる等の実用上の観点からは、金属保護層の固有抵抗ρAは、金属発熱層の固有抵抗ρBの20倍以下であることが好ましい。
ここで、固有抵抗の値は、JIS C 2525 「金属抵抗材料の導体抵抗および体積抵抗率試験方法」に準拠し、ダイアインスツルメンツ社製抵抗率計ロレスタGP MPC−T600型を用いて、4端子4探針法により測定した。
In addition, the specific resistance ρ A of the metal protective layer needs to exceed 1 times the specific resistance ρ B of the metal heating layer, is preferably 2 times or more, and more preferably 3 times or more. When the specific resistance ρ A of the metal protective layer is less than one time the specific resistance ρ B of the metal heating layer, the warm-up time becomes long and the effect of the present invention is not achieved. In addition, in the case of exceeding 1 time and less than 2 times, the warm-up time can be surely shortened, but there are cases where it is slightly insufficient as compared with the case of exceeding 2 times.
In addition, the specific resistance ρ A of the metal protective layer is preferably larger than the specific resistance ρ B of the metal heating layer. However, from a practical viewpoint such as narrowing of material options, the specific resistance ρ A of the metal protective layer is reduced. Is preferably 20 times or less the specific resistance ρ B of the metal heating layer.
Here, the value of the specific resistance is based on JIS C 2525 “Conductor Resistance and Volume Resistivity Test Method of Metal Resistance Material”, and is a four-terminal 4 using a resistivity meter Loresta GP MPC-T600 manufactured by Dia Instruments. Measured by the probe method.
−定着ベルトの構成−
本発明の定着ベルトは、定着ベルトの内面側から外面側へと、耐熱樹脂保護層(基材)、金属発熱層、金属保護層がこの順に設けられた構成であれば特に限定されないが、定着時に未定着トナー像が定着ベルトの外面に固着するのを防ぐために金属保護層の外面側に離型層を設けることが好ましい。また、カラー画像の高画質化や、白黒画像の形成速度向上のために、金属保護層と離型層との間に弾性層を設けてもよい。以下に、本発明の定着ベルトを構成する各層についてより詳細に説明する。
-Fixing belt configuration-
The fixing belt of the present invention is not particularly limited as long as the heat-resistant resin protective layer (base material), the metal heating layer, and the metal protective layer are provided in this order from the inner surface side to the outer surface side of the fixing belt. It is preferable to provide a release layer on the outer surface side of the metal protective layer in order to prevent the unfixed toner image from sticking to the outer surface of the fixing belt. Further, an elastic layer may be provided between the metal protective layer and the release layer in order to improve the color image quality and improve the black-and-white image formation speed. Below, each layer which comprises the fixing belt of this invention is demonstrated in detail.
[耐熱樹脂保護層]
本発明の定着ベルトにおける耐熱樹脂保護層は、後述する電磁誘導加熱方式の定着装置に本発明の定着ベルトを用いて繰り返し周動搬送した場合に、定着時に耐熱樹脂保護層に隣接して設けられた金属発熱層が発熱した状態でも物性低下がなく、高強度を維持できる必要がある。このため、耐熱樹脂保護層は耐熱性樹脂から主に構成される。
耐熱性樹脂の代わりに金属フィルムを用いた場合は、定着ベルトの内面と接触する押圧部材と金属フィルムとの摺動性を確保することが困難であるため、押圧部材を損傷してしまい、長期に渡って安定して画像を形成できないためである。
[Heat-resistant resin protective layer]
The heat-resistant resin protective layer in the fixing belt of the present invention is provided adjacent to the heat-resistant resin protective layer at the time of fixing when it is repeatedly circumferentially conveyed using the fixing belt of the present invention to an electromagnetic induction heating type fixing device described later. Even when the metal heat generating layer is heated, it is necessary to maintain high strength without deterioration of physical properties. For this reason, the heat-resistant resin protective layer is mainly composed of a heat-resistant resin.
When a metal film is used instead of the heat resistant resin, it is difficult to ensure the slidability between the pressing member that contacts the inner surface of the fixing belt and the metal film. This is because an image cannot be stably formed over the entire area.
従って、押圧部材と接する側の保護層としてより摺動性の高い耐熱性樹脂から構成される耐熱樹脂保護層を設けることで、押圧部材との摺動抵抗がなく、押圧部材の寿命を延長させることができる。また耐熱性樹脂には断熱効果があるため、金属発熱層で発生した熱を押圧部材へ逃がすことなく効率よく使うことができる。 Therefore, by providing a heat-resistant resin protective layer composed of a heat-resistant resin having higher slidability as the protective layer on the side in contact with the pressing member, there is no sliding resistance with the pressing member, and the life of the pressing member is extended. be able to. Moreover, since the heat resistant resin has a heat insulating effect, the heat generated in the metal heat generating layer can be efficiently used without escaping to the pressing member.
用いることができる耐熱性樹脂としては、ポリイミド、芳香族ポリアミド、サーモトロピック液晶ポリマー等の液晶材料など、高耐熱・高強度樹脂等が挙げられるが、この中でもポリイミドが好ましい。また耐熱性樹脂中に断熱効果のあるフィラーを加えたり、耐熱性樹脂を発泡させることにより断熱効果をさらに向上させてもよい。 Examples of the heat-resistant resin that can be used include high heat-resistant and high-strength resins such as liquid crystal materials such as polyimide, aromatic polyamide, and thermotropic liquid crystal polymer, among which polyimide is preferable. Further, the heat insulating effect may be further improved by adding a filler having a heat insulating effect to the heat resistant resin or foaming the heat resistant resin.
耐熱性樹脂保護層の好ましい厚さは、定着ベルトの長期に渡る繰り返しの周動搬送を可能とする剛性と柔軟性とを両立させる観点から、10〜100μmの範囲内が好ましく、30μm〜80μmの範囲内がより好ましい。
耐熱性樹脂保護層の厚みが10μm未満では剛性が弱く、周動搬送中に皺になったり、両端のエッジ部分に亀裂が生じてしまう場合がある。逆に100μmを超えると、柔軟性を確保できない場合があることや熱容量が増加するためウォームアップ時間が長くなる場合がある。
The preferable thickness of the heat-resistant resin protective layer is preferably in the range of 10 to 100 μm, and preferably in the range of 30 to 80 μm, from the viewpoint of achieving both rigidity and flexibility that enables repeated circumferential conveyance of the fixing belt over a long period of time. Within the range is more preferable.
If the thickness of the heat-resistant resin protective layer is less than 10 μm, the rigidity is weak, and it may become wrinkles during circumferential movement, or cracks may occur at the edge portions at both ends. On the other hand, when the thickness exceeds 100 μm, flexibility may not be ensured, and the heat capacity may increase, so the warm-up time may be long.
[金属発熱層]
本発明の定着ベルトにおいて、金属発熱層は、磁界が印加された際にこの層内に発生する渦電流により発熱する機能を有するものであり、電磁誘導作用を生ずる金属が用いられる。かかる金属としては、例えばニッケル、鉄、銅、金、銀、アルミニウム、クロム、錫、亜鉛などの単一もしくは2種類以上の合金のどちらでも選択可能である。この中でも銅、金、銀は固有抵抗が低いため、銅、金、銀およびこれらの合金が好ましく、コスト及び加工性から特に銅あるいは銅を主成分(当該主成分とは重量比で50%以上を意味し、以下も同様である)とする合金が好ましい。
[Metal heating layer]
In the fixing belt of the present invention, the metal heat generating layer has a function of generating heat by an eddy current generated in this layer when a magnetic field is applied, and a metal that generates an electromagnetic induction action is used. As such a metal, for example, either single or two or more kinds of alloys such as nickel, iron, copper, gold, silver, aluminum, chromium, tin, and zinc can be selected. Of these, copper, gold, and silver have low specific resistance, so copper, gold, silver, and alloys thereof are preferable, and copper or copper is the main component in terms of cost and workability (50% or more by weight with respect to the main component). And the same applies to the following).
前記金属発熱層の厚さは、熱容量の点から薄いほうが好ましいが、厚さが3μm未満になると、抵抗値が高くなることにより、十分な渦電流が発生し難くなり発熱が不足し、ウォームアップ時間が長くなるか、或いは、定着可能な温度まで加熱することができなくなる場合がある。また、前記金属発熱層の厚さが20μmを超えると、十分な発熱は得られるものの、金属発熱層自体の熱容量が大きくなってしまうことからウォームアップ時間が長くなってしまう場合がある。
従って、金属発熱層の厚さは3〜20μmの範囲であることが好ましく、5〜15μmの範囲であることがより好ましい。但し、金属発熱層の膜厚は、金属保護層の膜厚との関係において、既述した式(2)の関係を満たすように選択する必要がある。
The thickness of the metal heating layer is preferably thin from the viewpoint of heat capacity. However, if the thickness is less than 3 μm, the resistance value becomes high, so that sufficient eddy current is hardly generated and heat generation is insufficient. In some cases, the time becomes longer, or it becomes impossible to heat to a fixable temperature. Further, if the thickness of the metal heating layer exceeds 20 μm, sufficient heat generation can be obtained, but the heat capacity of the metal heating layer itself increases, so that the warm-up time may become longer.
Therefore, the thickness of the metal heating layer is preferably in the range of 3 to 20 μm, and more preferably in the range of 5 to 15 μm. However, the thickness of the metal heating layer needs to be selected so as to satisfy the relationship of the above-described formula (2) in relation to the thickness of the metal protective layer.
[金属保護層]
金属保護層は、金属発熱層に加わる機械的ストレスを緩和してクラック等のディフェクトを抑制し金属発熱層を保護するために、十分な強度が確保できる厚みを有していることが好ましい。このため、金属保護層の膜厚は少なくとも1μm以上であることが好ましく、2μm以上であることがより好ましい。
膜厚が1μm未満の場合には、金属発熱層を十分に保護することができず、金属発熱層にクラック等のディフェクトが発生し、発熱特性が低下する等の問題を招いてしまう場合がある。
[Metal protective layer]
The metal protective layer preferably has a thickness that can secure sufficient strength in order to relieve mechanical stress applied to the metal heat generating layer, suppress defects such as cracks, and protect the metal heat generating layer. For this reason, the film thickness of the metal protective layer is preferably at least 1 μm or more, more preferably 2 μm or more.
If the film thickness is less than 1 μm, the metal heat generating layer cannot be sufficiently protected, and defects such as cracks may occur in the metal heat generating layer, leading to problems such as deterioration of heat generation characteristics. .
従って、金属保護層は強度を確保する点からは厚い方が好ましいが膜厚が厚くなるに伴い熱容量も増加してしまい、結果的にウォームアップ時間が長くなってしまう場合がある。このため、金属保護層の膜厚は10μm以下であることが好ましく、7μm未満であることがより好ましい。 Accordingly, the metal protective layer is preferably thicker from the viewpoint of ensuring the strength, but as the film thickness increases, the heat capacity also increases, resulting in a longer warm-up time. For this reason, it is preferable that the film thickness of a metal protective layer is 10 micrometers or less, and it is more preferable that it is less than 7 micrometers.
なお、金属保護層を構成する材料は、既述した式(1)の関係を満たすのであれば、上述した金属発熱層用の材料として例示した金属材料を選択することができ、具体的にはニッケル、クロム、錫、亜鉛、あるいは、これらの金属を主成分とする合金を用いることが好ましい。
また、金属発熱層が銅あるいは銅を主成分とする合金からなる場合には、金属保護層はニッケルあるいはニッケルを主成分とする合金からなることが好ましい。
In addition, as long as the material which comprises a metal protective layer satisfy | fills the relationship of Formula (1) mentioned above, the metal material illustrated as a material for the metal heating layer mentioned above can be selected, specifically, It is preferable to use nickel, chromium, tin, zinc, or an alloy containing these metals as a main component.
When the metal heating layer is made of copper or an alloy containing copper as a main component, the metal protective layer is preferably made of nickel or an alloy containing nickel as a main component.
[離型層]
本発明の定着ベルトは、記録媒体と当接する側の面が、定着時に溶融状態の未定着トナー像と固着するのを防ぐために、フッ素系化合物のような低表面エネルギー材料を主成分として構成される離型層から構成されていることが好ましい。
離型層に用いられるフッ素系化合物としては、例えば、フッ素ゴムや、ポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」という)、パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(以下、「PFA」という)、四フッ化エチレン六フッ化プロピレン共重合体(以下、「FEP」という)等のフッ素樹脂などを用いることができるが、特に限定されるものではない。
[Release layer]
The fixing belt of the present invention is composed mainly of a low surface energy material such as a fluorine-based compound in order to prevent the surface on the side in contact with the recording medium from adhering to a molten unfixed toner image during fixing. It is preferable that it is composed of a release layer.
Examples of the fluorine compound used in the release layer include fluororubber, polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as “PTFE”), perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (hereinafter referred to as “PFA”), tetrafluoride, and the like. A fluororesin such as an ethylene hexafluoropropylene copolymer (hereinafter referred to as “FEP”) can be used, but is not particularly limited.
また、この離型層の厚さは、10〜100μmの範囲内であることが好ましく、20〜50μmの範囲内であることがより好ましい。離型層の厚さが10μm未満であると、記録媒体のエッジでの繰り返し擦擦により離型層が摩滅する場合がある。一方、離型層の厚さが100μmを超えると表面の柔軟性がなくなり、その結果トナーを押しつぶす力が働き定着画像の粒状性が損なわれる場合がある。また、熱容量も大きくなるため、ウォームアップ時間が長くなったりする場合がある。 In addition, the thickness of the release layer is preferably in the range of 10 to 100 μm, and more preferably in the range of 20 to 50 μm. If the thickness of the release layer is less than 10 μm, the release layer may be worn away by repeated rubbing at the edge of the recording medium. On the other hand, when the thickness of the release layer exceeds 100 μm, the surface flexibility is lost, and as a result, the force for crushing the toner works and the granularity of the fixed image may be impaired. In addition, since the heat capacity increases, the warm-up time may become longer.
[弾性層]
本発明の定着ベルトでは、金属保護層と離型層との間に、更に弾性層を設けてもよい。特に、カラー画像を形成する場合に、弾性層を設けることが好ましい。
これはカラー画像を形成する場合には、記録媒体上に黒・マゼンタ・イエロー・シアンの4色のカラートナー像が積層された状態で定着する必要があるためである。すなわち、積層されたこれら4色のカラートナー像に均一に一定以上の熱量を与えることで4色が十分に溶融しあって鮮明なカラー画像を得るため、弾性層がない定着ベルトを使うと、積層されたトナーを押しつぶしてしまう場合がある。このため、記録媒体に近い(つまり積層された下層にある)カラートナー像に対しては十分な熱が与えられないために、定着により得られるカラー画像の発色性が低下してしまう場合があるためである。
[Elastic layer]
In the fixing belt of the present invention, an elastic layer may be further provided between the metal protective layer and the release layer. In particular, when forming a color image, it is preferable to provide an elastic layer.
This is because, when forming a color image, it is necessary to fix the color toner images of four colors of black, magenta, yellow, and cyan on the recording medium. That is, by applying a certain amount of heat uniformly to these four color toner images that are laminated, the four colors are sufficiently melted to obtain a clear color image. When a fixing belt without an elastic layer is used, The stacked toner may be crushed. For this reason, since sufficient heat is not applied to the color toner image close to the recording medium (that is, in the laminated lower layer), the color developability of the color image obtained by fixing may be lowered. Because.
また、白黒画像を形成する場合でも、特に高速化に対応するためには弾性層を設けることが好ましい。これは弾性層を設けることで弾性層がニップ領域内で変形し、低荷重でも十分なニップ幅が得られるために、高速であってもトナー像への熱の受け渡しができて定着が可能となるからである。 Even in the case of forming a black and white image, it is preferable to provide an elastic layer in order to cope with a particularly high speed. By providing an elastic layer, the elastic layer is deformed in the nip region, and a sufficient nip width can be obtained even with a low load, so that heat can be transferred to the toner image even at high speeds and fixing is possible. Because it becomes.
なお、弾性層を構成する材料としては、公知の弾性材料を用いることができ、このような弾性材料としては、例えば、シリコーンゴムやフッ素ゴムのような耐熱性のゴムを用いることが好ましい。
このような耐熱性のゴムとしては、例えば、東レダウコーニングシリコーン社製の液状シリコンゴムSE6744や、DuPont Dow elastmers社製のバイトンB−202等が挙げられる。
In addition, as a material which comprises an elastic layer, a well-known elastic material can be used, As such an elastic material, it is preferable to use heat resistant rubbers, such as a silicone rubber and a fluoro rubber, for example.
Examples of such heat-resistant rubber include liquid silicone rubber SE6744 manufactured by Toray Dow Corning Silicone, Viton B-202 manufactured by DuPont Dow elastomers, and the like.
−定着ベルトの製造方法−
本発明の定着ベルトの製造方法としては、公知の方法を利用することができる。なお、金属発熱層や金属保護層は膜厚が薄く、これらの層単体での取り扱いが難しいため、耐熱樹脂保護層上に、金属発熱層と金属保護層とをこの順に形成することが好ましい。また、必要に応じて金属保護層上にさらに、離型層、あるいは、弾性層と離型層とを順に形成することができる。
-Manufacturing method of fixing belt-
As a method for producing the fixing belt of the present invention, a known method can be used. In addition, since a metal heat generating layer and a metal protective layer are thin and it is difficult to handle these layers alone, it is preferable to form a metal heat generating layer and a metal protective layer in this order on the heat resistant resin protective layer. Further, if necessary, a release layer or an elastic layer and a release layer can be formed in order on the metal protective layer.
なお、金属保護層上に、離型層、あるいは、弾性層と離型層とを塗布法により形成する場合には、これらの層を塗布形成する前に、金属保護層表面や弾性層表面に必要に応じて適切なプライマー材料による前処理を行うことが好ましい。このような前処理を行うことにより各層間の接着性をより向上させることができる。 When a release layer or an elastic layer and a release layer are formed on the metal protective layer by a coating method, the surface of the metal protective layer or the elastic layer is formed before applying these layers. It is preferable to perform pretreatment with an appropriate primer material as necessary. By performing such pretreatment, the adhesion between the layers can be further improved.
なお、金属保護層上に離型層、あるいは、弾性層と離型層とを塗布法により積層形成する場合には、塗布形成された塗膜を加熱処理するプロセスを経て離型層や弾性層が形成される。
このような塗膜の加熱処理に際して、金属保護層が酸化しやすい金属から構成される場合には、金属保護層表面が酸化して、金属保護層表面に形成される層との密着性が低下してしまう場合がある。このような場合には、塗膜の加熱処理を不活性ガス(窒素ガス・アルゴンガス等)雰囲気下で行うことが好ましい。
When a release layer or an elastic layer and a release layer are laminated on the metal protective layer by a coating method, the release layer or the elastic layer is subjected to a process of heat-treating the coated film. Is formed.
In the heat treatment of such a coating film, when the metal protective layer is composed of an easily oxidizable metal, the surface of the metal protective layer is oxidized and the adhesion with the layer formed on the surface of the metal protective layer is reduced. May end up. In such a case, it is preferable to perform the heat treatment of the coating film in an inert gas (nitrogen gas, argon gas, etc.) atmosphere.
<定着装置および画像形成装置>
次に、本発明の定着ベルトを用いた定着装置、および、この定着装置を用いた画像形成装置について説明する。
−定着装置−
本発明の定着ベルトは、公知の電磁誘導加熱方式の定着装置(電磁誘導加熱定着装置)の定着ベルトに用いることができる。このような本発明の定着ベルトをもちいた定着装置は、長期に渡って使用しても定着ベルトの発熱特性が低下しないため、安定して高画質を得ることができると共に、待機電力が少なくて済むために省エネルギーである。なお、本発明の定着ベルトを用いた定着装置は以下のような構成であることが好ましい。
<Fixing device and image forming apparatus>
Next, a fixing device using the fixing belt of the present invention and an image forming apparatus using the fixing device will be described.
-Fixing device-
The fixing belt of the present invention can be used as a fixing belt of a known electromagnetic induction heating type fixing device (electromagnetic induction heating fixing device). Such a fixing device using the fixing belt of the present invention does not deteriorate the heat generation characteristics of the fixing belt even when used for a long period of time, so that a high image quality can be stably obtained and standby power is low. It is energy-saving to finish. The fixing device using the fixing belt of the present invention preferably has the following configuration.
すなわち、本発明の定着装置は、磁界が印加された際に発生する渦電流により発熱する金属発熱層を含む本発明の定着ベルトと、該定着ベルトに当接してニップを形成し回転する加圧部材と、前記定着ベルトの前記加圧部材が設けられた側と反対側の面を押圧する押圧部材と、交番電流を流すことにより前記金属発熱層に磁界を印加する励磁コイルとを少なくとも含む構成を有していることが好ましい。
このような定着装置における定着は、未定着トナー像が形成された記録媒体を、定着ベルトと加圧部材との間に形成されたニップに、未定着トナー像が加熱された定着ベルトと当接するように挿通させて行われる。この際、記録媒体がニップを通過する際に、未定着トナー像が溶融した状態で押圧され記録媒体表面に定着される。
That is, the fixing device of the present invention includes a fixing belt of the present invention including a metal heating layer that generates heat due to an eddy current generated when a magnetic field is applied, and a pressure that rotates in contact with the fixing belt to form a nip. A member, a pressing member that presses the surface of the fixing belt opposite to the side where the pressing member is provided, and an excitation coil that applies a magnetic field to the metal heating layer by flowing an alternating current It is preferable to have.
In the fixing in such a fixing device, a recording medium on which an unfixed toner image is formed is brought into contact with a fixing belt on which the unfixed toner image is heated in a nip formed between the fixing belt and a pressure member. It is made to insert like this. At this time, when the recording medium passes through the nip, the unfixed toner image is pressed in a molten state and fixed on the surface of the recording medium.
次に、このような定着装置の具体例について、図面を用いてより詳細に説明する。
図1は本発明の定着ベルトを用いた電磁誘導加熱定着装置の一例を示す概略断面図である。図1において、10は、本発明の定着ベルトである。この定着ベルト10に接するように加圧部材11(この図では加圧ロール)が配され、定着ベルト10と加圧部材11との間にニップを形成している。加圧部材11は、基材11a上にシリコーンゴム等による弾性体層11bが形成され、さらにその上層にフッ素系化合物による離型層11cが形成された構成を有する。
Next, a specific example of such a fixing device will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an electromagnetic induction heating fixing device using the fixing belt of the present invention. In FIG. 1,
定着ベルト10の内側には、加圧部材11と対向する位置に、定着ベルト10の内面を押圧し、局所的にニップ圧を高める押圧部材13が設けられている。この押圧部材13は、定着ベルト10の内面に接してニップを押圧するニップヘッド13bと、このニップヘッド13bを保持するシリコーンゴム等からなるニップパッド13cと、ニップパッド13cを支持する支持体13aとから構成されている。
Inside the fixing
さらに、定着ベルト10を中心として加圧部材11と対向する位置に、電磁誘導コイル(励磁コイル)12aを内蔵した電磁誘導加熱装置12が設けられている。電磁誘導加熱装置12は、電磁誘導コイルに交流電流を印加することにより、発生する磁場を励磁回路で変化させ、定着ベルト10の金属発熱層に渦電流を発生させるものである。この渦電流が金属発熱層の電気抵抗によって熱(ジュール熱)に変換され、結果的に定着ベルト10の表面が発熱する。
尚、電磁誘導加熱装置12は、加熱定着ベルト10内のニップ領域に対して回転方向Bの上流に設置されていてもよい。
Further, an electromagnetic
The electromagnetic
次に、図1に示す電磁誘導加熱定着装置による定着について説明する。まず、不図示の駆動装置により加圧部材11が矢印C方向に回転し、それにつれて定着ベルト10も矢印B方向に従動回転する。ここで、未定着トナー像14が形成された記録媒体15は矢印A方向に、定着装置のニップ部に挿通される。この際、未定着トナー像14は溶融状態で記録媒体15表面に押圧され、記録媒体15表面に定着される。
尚、図1に示した例では、駆動方法はベルト駆動(ロールが従動)であったが、ロール駆動(ベルトが従動)であってもよい。
Next, fixing by the electromagnetic induction heating fixing device shown in FIG. 1 will be described. First, the pressing member 11 is rotated in the direction of arrow C by a driving device (not shown), and the fixing
In the example shown in FIG. 1, the driving method is belt driving (roll is driven), but roll driving (belt is driven) may be used.
なお、図1に示す定着装置に用いる定着ベルト10としては、例えば、図2にような構成を有するものが利用できる。図2は本発明の定着ベルトの構成例を示す模式断面図である。
図2に示す定着ベルト10は、耐熱樹脂保護層10aの外周面上に、電磁誘導作用により自己発熱する導電部材からなる金属発熱層10bと、金属保護層10cと、弾性層10dと、フッ素系化合物を含む離型層10cとが順に形成された構成を有している。
As the fixing
A fixing
次に、電磁誘導作用による金属発熱層10bの発熱原理を以下に説明する。
まず、不図示の励磁回路により電磁誘導コイル12aに交流電流が印加されると、電磁誘導コイル12aの周囲に磁束が生成消滅を繰り返す。この磁束が定着ベルト10の金属発熱層10bを横切るとき、その磁束の変化を妨げる磁界を生じるように金属発熱層10b中に渦電流が発生する。この渦電流と金属発熱層10bの固有抵抗によってジュール熱が発生する。
Next, the heat generation principle of the metal
First, when an alternating current is applied to the
前記渦電流は、表皮効果のためにほとんど金属発熱層10bの電磁誘導加熱装置12側の面に集中して流れ、金属発熱層10bの表皮抵抗Rsに比例した電力で発熱を生じる。ここで、角周波数をω、透磁率をμ、固有抵抗をρとすると、表皮深さδは下式(3)で示される。
・式(3) δ=(2ρ/ωμ)1/2
The eddy current flows almost concentrated on the surface of the
Formula (3) δ = (2ρ / ωμ) 1/2
さらに、表皮抵抗RSは下式(4)で示される。
・式(4) Rs=ρ/δ=(ωμρ/2)1/2
また、定着ベルト10の金属発熱層10bに発生する電力Pは、定着ベルト10中を流れる電流をIhとすると、次式で表わされる。
・式(5) P∝Rs∫|Ih|2dS
Furthermore, the skin resistance RS is represented by the following formula (4).
Formula (4) Rs = ρ / δ = (ωμρ / 2) 1/2
The electric power P generated in the metal
Formula (5) P∝Rs∫ | Ih | 2dS
したがって、表皮抵抗Rsを大きくするか、あるいは電流Ihを大きくすれば電力Pを増すことができ、発熱量を増すことが可能となる。ここで表皮深さδ(m)は、励磁回路の周波数f(Hz)と、比透磁率μrと、固有抵抗ρ(Ω・m)により下式(6)で表わされる。
・式(6) δ=503(ρ/(fμr))1/2
Therefore, if the skin resistance Rs is increased or the current Ih is increased, the electric power P can be increased and the amount of heat generation can be increased. Here, the skin depth δ (m) is expressed by the following equation (6) by the frequency f (Hz) of the excitation circuit, the relative permeability μr, and the specific resistance ρ (Ω · m).
Formula (6) δ = 503 (ρ / (fμr)) 1/2
これは電磁誘導で使われる電磁波の吸収の深さを示しており、これより深いところでは電磁波の強度は1/e以下になっており、逆に言うとほとんどのエネルギーはこの深さまで吸収されている。
ここで、金属発熱層10bの厚みは、上記式で表わされる表皮深さより厚く(3〜100μm)することが好ましい。金属発熱層16bの厚みが3μmよりも小さいと、ほとんどの電磁エネルギーが吸収しきれないため効率が悪くなる場合があるためである。
This indicates the depth of absorption of electromagnetic waves used in electromagnetic induction, and the intensity of electromagnetic waves is 1 / e or less deeper than this, and conversely most energy is absorbed to this depth. Yes.
Here, the thickness of the
−画像形成装置−
次に、本発明の定着装置を用いた画像形成装置について説明する。本発明の画像形成装置は、電子写真方式を利用した公知の画像形成装置において、定着装置として本発明の定着装置を用いるものであれば特に限定されないが、以下のような構成を有していることが好ましい。
すなわち、本発明の画像形成装置は像担持体と、該像担持体表面を帯電させる帯電手段と、帯電させた前記像担持体表面に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像を現像剤により現像し未定着トナー像を形成する現像手段と、前記未定着トナー像を被転写体に転写する転写手段と、前記未定着トナー像を記録媒体に加熱定着する定着手段(本発明の定着装置)とを少なくとも備えた構成を有することが好ましい。また、必要に応じて公知の他の機構や部材を備えていてもよい。
-Image forming device-
Next, an image forming apparatus using the fixing device of the present invention will be described. The image forming apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it uses the fixing device of the present invention as a fixing device in a known image forming apparatus using an electrophotographic method, but has the following configuration. It is preferable.
That is, the image forming apparatus of the present invention includes an image carrier, a charging unit that charges the surface of the image carrier, a latent image forming unit that forms a latent image on the charged surface of the image carrier, and the latent image. Developing means for developing an unfixed toner image by developing with a developer, transfer means for transferring the unfixed toner image to a transfer target, and fixing means for heating and fixing the unfixed toner image on a recording medium (of the present invention) It is preferable to have a configuration including at least a fixing device. Moreover, you may equip other well-known mechanisms and members as needed.
このような本発明の画像形成装置は、長期に渡って使用しても定着ベルトの発熱特性が低下しないため、安定して高画質を得ることができると共に、待機電力が少なくて済むために省エネルギーである。 Such an image forming apparatus according to the present invention does not deteriorate the heat generation characteristics of the fixing belt even when used for a long period of time, so that it is possible to stably obtain high image quality and to save energy because less standby power is required. It is.
以下、本発明の実施例を説明する。但し、実施例で用いた本発明の定着ベルトの作製方法は以下の例のみに限定されるわけではない。
(実施例1)
−定着ベルトの作製−
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚60μm、外径30mmの無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面にアルカリエッチング処理を行い、洗浄し、外周面に無電解銅めっき処理を行って銅層を0.5μm形成した。次にこの無電解銅めっき膜を電極として、この上に電解めっき処理により膜厚10μmの銅層を形成した。続いて、この銅層上に電解めっき処理により膜厚6μmのニッケル層を形成した。さらに、このニッケル層上に、フッ素樹脂(PFA)ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、その後380℃の炉内に1時間放置して、フッ素樹脂塗膜を焼成することによ膜厚30μmのPFA層を形成し、定着ベルトを得た。
Examples of the present invention will be described below. However, the method for producing the fixing belt of the present invention used in the examples is not limited to the following examples.
Example 1
-Fixing belt production-
An endless belt having a film thickness of 60 μm and an outer diameter of 30 mm was produced using polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, the outer peripheral surface of the endless belt was subjected to alkali etching treatment, washed, and the outer peripheral surface was subjected to electroless copper plating to form a copper layer of 0.5 μm. Next, using this electroless copper plating film as an electrode, a copper layer having a thickness of 10 μm was formed thereon by electrolytic plating. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 6 μm was formed on the copper layer by electrolytic plating. Further, a fluororesin (PFA) dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) is applied on the nickel layer, and then left in a furnace at 380 ° C. for 1 hour to obtain a fluororesin. A PFA layer having a film thickness of 30 μm was formed by baking the coating film to obtain a fixing belt.
−定着装置−
なお、実施例1の定着ベルトの評価には、定着ベルト、加圧ロール、励磁コイル(電磁誘導コイル)、および、定着ベルトと加圧ロールを圧接するための押圧部材を有する電磁誘導加熱定着装置(主要部が図1に示す構成を有する定着装置)に装着して評価を行った。以下に、この定着装置の詳細について説明する。
押圧部材は、定着ベルトの内径と略同一の外径部と、この外径部より大きな外形部と、定着ベルトの両端部にはめ込んで定着ベルトの軸方向への移動を規制するためのエッジガイドと、定着ベルトの内径より小さな径をもち加圧用ゴムパッド取り付け部を有するフォルダと、加圧用ゴムパッドとからなるものである。
-Fixing device-
For the evaluation of the fixing belt of Example 1, an electromagnetic induction heating and fixing device having a fixing belt, a pressure roll, an exciting coil (electromagnetic induction coil), and a pressing member for pressing the fixing belt and the pressure roll. Evaluation was carried out by mounting on a fixing device (main part having the configuration shown in FIG. 1). Details of the fixing device will be described below.
The pressing member includes an outer diameter portion that is substantially the same as the inner diameter of the fixing belt, an outer shape portion that is larger than the outer diameter portion, and an edge guide that is fitted into both ends of the fixing belt to restrict movement of the fixing belt in the axial direction. And a folder having a pressure rubber pad mounting portion having a diameter smaller than the inner diameter of the fixing belt, and a pressure rubber pad.
なお、この定着装置の組み立てに際しては、押圧部材、定着ベルト、加圧ロールは以下のように配置した。
まず、押圧部材を、フォルダのパッド取り付け部に加圧用ゴムパッドを固定した後に、定着ベルトの内周側に挿入したうえで、定着ベルトの両端部に押圧部材のエッジガイドを装着させた。続いて、押圧部材を内周側に設けた定着ベルトの外周面の周方向の一部分を加圧ロールと接触させて、加圧ロールの軸と押圧部材との間に荷重をかけることで、押圧部材のゴムパッドと加圧ロールとが、定着ベルトを介して圧接させニップを形成させた(なお、加圧ロールのかわりに2本もしくはそれ以上のシャフトやローラに張った加圧ベルトを用いて、定着ベルトに圧接させてニップを形成してもよい)。
なお、エッジガイド、フォルダを構成する材料としては、交流電流による誘導起電力の発生がなく、定着温度領域での耐熱性を有する樹脂(PPS等)を用いた。
In assembling the fixing device, the pressing member, the fixing belt, and the pressure roll were arranged as follows.
First, after fixing the pressing rubber pad to the pad mounting portion of the folder after inserting the pressing member into the inner peripheral side of the fixing belt, edge guides of the pressing member were attached to both ends of the fixing belt. Subsequently, a part of the outer circumferential surface of the fixing belt provided with the pressing member on the inner peripheral side is brought into contact with the pressure roll, and a load is applied between the pressure roll shaft and the pressing member. The rubber pad of the member and the pressure roll were pressed against each other via a fixing belt to form a nip (in addition to using a pressure belt stretched on two or more shafts or rollers, A nip may be formed by pressing against the fixing belt).
As a material constituting the edge guide and the folder, a resin (PPS or the like) that does not generate an induced electromotive force due to an alternating current and has heat resistance in a fixing temperature region is used.
また、この定着装置に用いた励磁コイルは、互いに絶縁されたφ0.5mmの銅線を16本束ねたリッツ線を用いて、これを定着ベルトの幅より長く、定着ベルトの円周方向長さの1/6〜1/4を覆う程度の幅を持つように巻回すると共に、定着ベルトの曲率に倣うような曲率を持たせることで、励磁コイルと定着ベルトとのギャップが均一になるように形成した。なお、励磁コイルと定着ベルトとのギャップが2mmになるように定着ベルトの外周面上に固定した。
定着に際しては、この励磁コイルに、励磁回路により交流電流を流すことにより、励磁コイルの周囲に磁界を発生させる。従って、発生した磁界が定着ベルトの金属発熱層を横切る際に、電磁誘導により横切った磁界を打ち消す方向の磁界を発生させるような渦電流が金属発熱層内に発生する。これにより、このときの渦電流値と金属発熱層の持つ抵抗に応じた発熱が得られる。
The exciting coil used in the fixing device is a litz wire in which 16 φ0.5 mm copper wires that are insulated from each other are bundled, and this is longer than the width of the fixing belt and the circumferential length of the fixing belt. In order to make the gap between the exciting coil and the fixing belt uniform, the winding is wound so as to cover 1/6 to 1/4 of that of the fixing belt and has a curvature that follows the curvature of the fixing belt. Formed. The fixing coil was fixed on the outer peripheral surface of the fixing belt so that the gap between the exciting coil and the fixing belt was 2 mm.
At the time of fixing, an alternating current is passed through the exciting coil by an exciting circuit to generate a magnetic field around the exciting coil. Therefore, when the generated magnetic field crosses the metal heating layer of the fixing belt, an eddy current is generated in the metal heating layer that generates a magnetic field in a direction that cancels the magnetic field crossed by electromagnetic induction. Thereby, heat generation according to the eddy current value at this time and the resistance of the metal heating layer is obtained.
加圧ロールは外径16mmの中実シャフト上に、弾性層として膜厚12mmの発泡シリコーンゴム層を設け、さらにこの層を、膜厚30μmのPFAチューブを被覆したものである。
この加圧ロールは、具体的には以下のようにして作製した。まず、PFAチューブの内周面に接着用プライマーを塗布した外径50mm、長さ340mm、厚さ30μmのフッ素樹脂チューブと、中実シャフトとを成形金型内にセットした。続いて、フッ素樹脂チューブと中実シャフトと間に液状発泡シリコーンゴムを層厚が2mmとなるように注入後、加熱処理(150℃×2hrs)によりシリコーンゴムを加硫、発泡させて弾性層を形成することにより加圧ロールを作製した。
この加圧ロールはギアを介してモーターと接続されており、加圧ロールを駆動することにより定着ベルトを従動させて、記録媒体を搬送するようにした。
The pressure roll is formed by providing a foamed silicone rubber layer having a thickness of 12 mm as an elastic layer on a solid shaft having an outer diameter of 16 mm, and further covering this layer with a PFA tube having a thickness of 30 μm.
Specifically, this pressure roll was produced as follows. First, a fluororesin tube having an outer diameter of 50 mm, a length of 340 mm, and a thickness of 30 μm, in which an adhesive primer was applied to the inner peripheral surface of the PFA tube, and a solid shaft were set in a molding die. Subsequently, after injecting liquid foamed silicone rubber to a thickness of 2 mm between the fluororesin tube and the solid shaft, the rubber layer is vulcanized and foamed by heat treatment (150 ° C. × 2 hrs) to form an elastic layer. The pressure roll was produced by forming.
The pressure roll is connected to a motor via a gear, and the fixing belt is driven by driving the pressure roll to convey the recording medium.
−評価方法−
評価方法は、上述の電磁誘導加熱定着装置において、富士ゼロックス社製J紙を用いた20万枚の通紙テストを行い評価した。
評価項目は、発熱特性として、ウォームアップタイム(但し、到達すべき定着可能温度は180℃に設定した)および定着ベルト内温度分布と、定着ベルトの電気特性である力率の20万枚通紙前後での変化とである。ここで、力率とは励磁コイルに高周波電流を流したときの定着ベルトに設けた金属発熱層に渦電流が発生した結果、励磁コイルに流している電流及び電圧の位相差θを測定したときの、cosθの値を意味する。位相差θが0に近いほど力率は高くなり、より発熱しやすい状態であるといえる。
なお、ウォームアップタイム、定着ベルト内温度分布、力率の具体的な測定・評価方法は以下の通りである。
-Evaluation method-
In the evaluation method, the above-described electromagnetic induction heating and fixing apparatus was evaluated by performing a 200,000 sheet passing test using J paper manufactured by Fuji Xerox Co., Ltd.
Evaluation items include heat generation characteristics, warm-up time (however, the fixable temperature to be reached is set to 180 ° C.), temperature distribution in the fixing belt, and power factor of 200,000 sheets, which is an electric characteristic of the fixing belt. It is a change before and after. Here, the power factor is when the phase difference θ between the current and voltage flowing in the exciting coil is measured as a result of the eddy current generated in the metal heating layer provided on the fixing belt when a high frequency current is passed through the exciting coil. Of cos θ. The closer the phase difference θ is to 0, the higher the power factor, and it can be said that the heat generation is more likely.
The specific methods for measuring and evaluating the warm-up time, the temperature distribution in the fixing belt, and the power factor are as follows.
<ウォームアップタイム>
電磁誘導コイルに通電したときの、定着ベルト表面温度を非接触式の赤外線放射温度計(キーエンス社製)により測定し、通電開始から表面温度が180℃になるまでの時間をウォームアップタイムとした。
<Warm-up time>
When the electromagnetic induction coil is energized, the surface temperature of the fixing belt is measured with a non-contact infrared radiation thermometer (manufactured by Keyence Corporation), and the time from the start of energization until the surface temperature reaches 180 ° C. is defined as the warm-up time. .
<定着ベルト内温度分布>
電磁誘導コイルに通電したときの、定着ベルト表面温度を非接触式の赤外線放射温度計(キーエンス社製)により測定し、表面温度が180℃に達した時点での定着ベルト面内の温度分布を検出し評価した。
なお、以下の説明で、定着ベルト内の温度分布が“均一”であるとは、定着ベルト面内の温度分布の差(最大値−最小値)が10℃以内であることを意味する。
<Temperature distribution in fixing belt>
When the electromagnetic induction coil is energized, the surface temperature of the fixing belt is measured with a non-contact infrared radiation thermometer (manufactured by Keyence Corporation), and the temperature distribution in the surface of the fixing belt when the surface temperature reaches 180 ° C. Detected and evaluated.
In the following description, the temperature distribution in the fixing belt being “uniform” means that the temperature distribution difference (maximum value−minimum value) within the fixing belt surface is within 10 ° C.
<力率>
電磁誘導装置の励磁コイル以外の部分を横河電機社製インピーダンスメーターWT1600FCに変え、20KHzの高周波電流を励磁コイルに流した時の、電流及び電圧の位相差θを測定し、力率(cosθ)を算出した。なお、力率の評価は、通紙テスト前の力率を1.0としたときの通紙後の力率を相対評価した。
<Power factor>
The part other than the exciting coil of the electromagnetic induction device is changed to an impedance meter WT1600FC manufactured by Yokogawa Electric Corporation, and when a high frequency current of 20 KHz is passed through the exciting coil, the phase difference θ between current and voltage is measured, and the power factor (cos θ) Was calculated. The power factor was evaluated by relative evaluation of the power factor after the paper passing when the power factor before the paper passing test was 1.0.
−評価結果−
この電磁誘導加熱定着装置に、実施例1で得られた定着ベルトを用いて20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は1.0で変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに7秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。
-Evaluation results-
When 200,000 sheets were passed through this electromagnetic induction heating and fixing apparatus using the fixing belt obtained in Example 1, when the power factor before the sheet passing test was 1.0, The power factor was 1.0 with no change. In addition, the warm-up time before and after passing through was 7 seconds, and the temperature distribution after passing through the paper remained uniform.
(実施例2)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚20μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚10μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚2μmのニッケル層を形成した。その後、このニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Example 2)
A polyimide endless belt having a film thickness of 20 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 10 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 2 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluoro Chemical Co., Ltd.) was applied on the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は0.96でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに4秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。 The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 0.96, almost unchanged. In addition, the warm-up time before and after passing through the paper was 4 seconds, and the temperature distribution after passing through the paper remained uniform.
(実施例3)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚90μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚10μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚9μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Example 3)
A polyimide endless belt having a film thickness of 90 μm and an outer diameter of 30 mm was produced using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 10 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 9 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は1.0で変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに9秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。 The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 1.0, unchanged. In addition, the warm-up time before and after the passage was 9 seconds, and the temperature distribution after the passage remained uniform.
(実施例4)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚40μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚12μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚4μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
Example 4
A polyimide endless belt having a film thickness of 40 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 12 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 4 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は0.98でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに6秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。 The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 0.98, almost unchanged. In addition, the warm-up time before and after the passage was 6 seconds, and the temperature distribution after the passage remained uniform.
(実施例5)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚70μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚8μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚7μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Example 5)
A polyimide endless belt having a film thickness of 70 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, an alkali etching treatment and cleaning were performed on the outer peripheral surface of the endless belt in the same manner as in Example 1, and then a copper layer having a thickness of 8 μm was formed. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 7 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は1.0で変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに9秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。 The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 1.0, unchanged. In addition, the warm-up time before and after the passage was 9 seconds, and the temperature distribution after the passage remained uniform.
(実施例6)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚30μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚5μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚3μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Example 6)
A polyimide endless belt having a film thickness of 30 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, an alkali etching treatment and cleaning were performed on the outer peripheral surface of the endless belt in the same manner as in Example 1, and then a copper layer having a thickness of 5 μm was formed. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 3 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は0.97でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに15秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。 The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 0.97, almost unchanged. In addition, the warm-up time before and after the passage was 15 seconds, and the temperature distribution after the passage remained uniform.
(実施例7)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚80μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚15μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚8μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Example 7)
A polyimide endless belt having a thickness of 80 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 15 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 8 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は1.0で変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに10秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。 The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 1.0, unchanged. In addition, the warm-up time before and after passing through was 10 seconds, and the temperature distribution after passing through the paper remained uniform.
(実施例8)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚50μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚10μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚5μmのニッケル層を形成した。
さらに、このニッケル層上に塗布したプライマー(東レダウコーニング社製、DY39−111)を介して弾性層として膜厚200μmの液状シリコンゴムを塗布し、加硫処理を行った。続いて弾性層の表面に、耐熱性プライマー(テフロン(登録商標)プライマー「855−021(デュポン(株)製)」水性塗料)を塗布後、さらにPFAディスパージョン「500CL(デュポン(株)製)」水性塗料)を塗布し、380℃にて焼成して厚さ30μmの離型層を形成した。
(Example 8)
A polyimide endless belt having a film thickness of 50 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 10 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 5 μm was formed thereon by electrolytic plating.
Further, a liquid silicon rubber having a film thickness of 200 μm was applied as an elastic layer via a primer (manufactured by Toray Dow Corning, DY39-111) applied on the nickel layer, and vulcanization was performed. Subsequently, a heat resistant primer (Teflon (registered trademark) primer “855-021 (manufactured by DuPont)” water-based paint) is applied to the surface of the elastic layer, and then a PFA dispersion “500CL (manufactured by DuPont). “Water-based paint” was applied and baked at 380 ° C. to form a release layer having a thickness of 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は0.99でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに10秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。またカラー画像での画質を確認したところ良好な画質であった。 The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post-paper power factor was 0.99, almost unchanged. In addition, the warm-up time before and after passing through was 10 seconds, and the temperature distribution after passing through the paper remained uniform. In addition, when the image quality of the color image was confirmed, the image quality was good.
(比較例1)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚20μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚10μmの銅層を形成した。その後、銅層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、窒素パージした380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Comparative Example 1)
A polyimide endless belt having a film thickness of 20 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 10 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the copper layer, and baked in a nitrogen-purged furnace at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、通紙テストを行ったところ、力率は通紙枚数8万枚を経過した頃から低下し始め、端部の温度上昇が不十分となり面内の温度差が大きくなった結果、11万枚目以降定着ベルト端部の温度不足によってコールドオフセットが発生した。最終的に20万枚通紙テストを行ったが、テストの前の力率を1.0としたときに通紙後の力率は0.70に低下した。またウォームアップタイムは通紙前が6秒だったのに対して、通紙後には20秒まで遅くなった。 When the fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1 and a paper passing test was performed, the power factor started to decrease from the time when 80,000 sheets passed, As a result of the insufficient temperature rise and the in-plane temperature difference becoming large, cold offset occurred due to insufficient temperature at the end of the fixing belt after the 110,000th sheet. Finally, a 200,000 sheet passing test was performed. When the power factor before the test was 1.0, the power factor after passing the sheet decreased to 0.70. The warm-up time was 6 seconds before the paper was passed, but it was delayed to 20 seconds after the paper was passed.
(比較例2)
電鋳法により作製した膜厚50μm、外径30mmのニッケル無端状ベルトの外周面に、実施例1と同様の方法で膜厚10μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚6μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Comparative Example 2)
A copper layer having a film thickness of 10 μm was formed on the outer peripheral surface of a nickel endless belt having a film thickness of 50 μm and an outer diameter of 30 mm produced by electroforming. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 6 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、通紙テストを行ったところ、通紙枚数5万枚を経過すると押圧部材との擦れからベルトの従動性が悪くなり、通紙枚数6万枚で回転検知機能の動作により励磁コイルへの電源供給が止まってしまった。この時点での力率の低下はなく、ウォームアップタイムも9秒で変化はなかったが使用不可能となった。 The fixing belt manufactured in this manner was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and a sheet passing test was performed. As a result, after 50,000 sheets passed, the belt was driven by friction with the pressing member. It became worse, and the power supply to the exciting coil stopped due to the operation of the rotation detection function when the number of sheets passed was 60,000. There was no decrease in power factor at this time, and the warm-up time was 9 seconds, but it was not usable.
(実施例9)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚5μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚10μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚6μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
Example 9
A polyimide endless belt having a film thickness of 5 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 10 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 6 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、通紙テストを行ったところ、通紙枚数11万枚でエッジガイド(定着ベルトの軸方向への移動を規制する部材)との接触により定着ベルトの端部に折れが発生した。
端部の折れは定着ベルトの強度が不足していたためであったが、11万枚までの通紙には耐えることができ、実用上は十分な耐久性を有していることがわかった。
また、通紙前および11万枚後のウォームアップタイムはそれぞれ、4秒および4秒であり、力率はそれぞれ1.0および0.96であり、温度分布もそれぞれ均一であった。
The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and a paper passing test was performed. As a result, the edge guide (the movement of the fixing belt in the axial direction was restricted by 110,000 sheets). The end of the fixing belt was bent due to contact with the member.
The bending of the end portion was due to the strength of the fixing belt being insufficient, but it was found that it can withstand up to 110,000 sheets and has sufficient durability in practical use.
The warm-up time before passing through and after 110,000 sheets was 4 seconds and 4 seconds, respectively, the power factor was 1.0 and 0.96, respectively, and the temperature distribution was also uniform.
(実施例10)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚120μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚10μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚6μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Example 10)
A polyimide endless belt having a film thickness of 120 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 10 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 6 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は0.97でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに11秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。
しかし、トナーが定着ベルト表面に付着するオフセット現象が発生していた。これは定着ベルト全体の剛直性が大きくなりすぎて、用紙の剥離方向とベルト円周の接線方向がなす角度が小さくなってしまい、トナーとの離型性が低下して発生したものである。またカラー画像での発色性も損なわれていた。これはトナーをベルトが包み込む効果が充分に得られなくなったためである。
The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 0.97, almost unchanged. In addition, the warm-up time before and after the passage was 11 seconds, and the temperature distribution after the passage remained uniform.
However, an offset phenomenon has occurred in which toner adheres to the surface of the fixing belt. This is because the rigidity of the entire fixing belt becomes too large, and the angle formed by the sheet peeling direction and the tangential direction of the belt circumference becomes small, and the releasability from the toner is lowered. Moreover, the color developability in a color image was also impaired. This is because the effect of wrapping the toner in the belt cannot be obtained sufficiently.
(実施例11)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚60μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚22μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚6μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Example 11)
A polyimide endless belt having a film thickness of 60 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 22 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 6 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は1.0で変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに11秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。
なお、カラー画像の形成に際してはトナーが定着ベルト表面に付着するオフセット現象が多少発生していた。これは定着ベルト全体の剛直性が大きくなりすぎて、用紙の剥離方向とベルト円周の接線方向がなす角度が小さくなってしまい、トナーとの離型性が低下して発生したものである。しかし、白黒画像の形成に際してはオフセットは発生しなかった。またカラー画像での発色性も多少損なわれていた。これはトナーをベルトが包み込む効果が充分に得られなくなったためである。
The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 1.0, unchanged. In addition, the warm-up time before and after the passage was 11 seconds, and the temperature distribution after the passage remained uniform.
In the formation of a color image, an offset phenomenon in which toner adheres to the surface of the fixing belt has occurred. This is because the rigidity of the entire fixing belt becomes too large, and the angle formed by the sheet peeling direction and the tangential direction of the belt circumference becomes small, and the releasability from the toner is lowered. However, no offset occurred when forming a monochrome image. In addition, the color developability in the color image was somewhat impaired. This is because the effect of wrapping the toner in the belt cannot be obtained sufficiently.
(実施例12)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚60μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面に実施例1と同様の方法でアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に膜厚10μmの銅層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚12μmのニッケル層を形成した。その後、ニッケル層上にフッ素樹脂ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、380℃の炉内で1時間かけて焼成を行った。フッ素樹脂層の厚さは30μmだった。
(Example 12)
A polyimide endless belt having a film thickness of 60 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, a copper layer having a thickness of 10 μm was formed on the outer peripheral surface of the endless belt after performing alkali etching treatment and cleaning in the same manner as in Example 1. Subsequently, a nickel layer having a thickness of 12 μm was formed thereon by electrolytic plating. Thereafter, a fluororesin dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd.) was applied onto the nickel layer, and baked in an oven at 380 ° C. for 1 hour. The thickness of the fluororesin layer was 30 μm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、20万枚の通紙テストを行ったところ、通紙テスト前の力率を1.0としたときに通紙後力率は0.97でほぼ変化がなかった。また通紙前後のウォームアップタイムはともに10秒で変化はなく、通紙後の温度分布は均一なままだった。
しかしトナーが定着ベルト表面に付着するオフセット現象が多少発生していた。これは定着ベルト全体の剛直性が大きくなりすぎて、用紙の剥離方向とベルト円周の接線方向がなす角度が小さくなってしまい、トナーとの離型性が低下して発生したものである。しかし、白黒画像の形成に際してはオフセットは発生しなかった。またカラー画像での発色性も損なわれていた。これはトナーをベルトが包み込む効果が充分に得られなくなったためである。
The fixing belt thus prepared was mounted on the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and 200,000 sheets were passed through. When the power factor before the sheet passing test was 1.0, the fixing belt was passed through. The post paper power factor was 0.97, almost unchanged. In addition, the warm-up time before and after passing through was 10 seconds, and the temperature distribution after passing through the paper remained uniform.
However, an offset phenomenon in which the toner adheres to the surface of the fixing belt has occurred to some extent. This is because the rigidity of the entire fixing belt becomes too large, and the angle formed by the sheet peeling direction and the tangential direction of the belt circumference becomes small, and the releasability from the toner is lowered. However, no offset occurred when forming a monochrome image. Moreover, the color developability in a color image was also impaired. This is because the effect of wrapping the toner in the belt cannot be obtained sufficiently.
(比較例3)
耐熱樹脂保護層としてポリイミド樹脂(商品名:Uワニス−S、宇部興産製)を用いて膜厚60μm、外径30mmのポリイミド無端状ベルトを作製した。次に、この無端状ベルトの外周面にアルカリエッチング処理、洗浄を行った後に無電解ニッケルめっき処理を行ってニッケル層を0.5μm形成した。次にこの無電解ニッケルめっき膜を電極として、この上に電解めっき処理により膜厚10μmのニッケル層を形成した。続いて、この上に電解めっき処理により膜厚5μmの銅層を形成した。この上に、フッ素樹脂(PFA)ディスパージョン塗料(商品名:EN−710CL、三井デュポンフロロケミカル社製)を塗布し、その後窒素パージした380℃の炉内に1時間放置して、フッ素樹脂膜を焼成することにより定着ベルトを作製した。形成されたPFA層の膜厚は30μmとした。
なお、ここでニッケルの固有抵抗ρは6.84×10-6Ω・cmであり、銅の固有抵抗ρは1.67×10-6Ω・cmである。
(Comparative Example 3)
A polyimide endless belt having a film thickness of 60 μm and an outer diameter of 30 mm was prepared using a polyimide resin (trade name: U Varnish-S, manufactured by Ube Industries) as a heat-resistant resin protective layer. Next, the outer peripheral surface of the endless belt was subjected to alkali etching treatment and cleaning, and then subjected to electroless nickel plating treatment to form a nickel layer of 0.5 μm. Next, using this electroless nickel plating film as an electrode, a nickel layer having a thickness of 10 μm was formed thereon by electrolytic plating. Subsequently, a copper layer having a thickness of 5 μm was formed thereon by electrolytic plating. A fluororesin (PFA) dispersion paint (trade name: EN-710CL, manufactured by Mitsui DuPont Fluoro Chemical Co., Ltd.) was applied on the film, and then left in a 380 ° C. furnace purged with nitrogen for 1 hour to obtain a fluororesin film. The fixing belt was prepared by firing. The film thickness of the formed PFA layer was 30 μm.
Here, the specific resistance ρ of nickel is 6.84 × 10 −6 Ω · cm, and the specific resistance ρ of copper is 1.67 × 10 −6 Ω · cm.
こうして作製された定着ベルトを実施例1で用いた電磁誘導加熱定着装置に装着し、通紙テストを行なおうとしたが所定の温度(トナーを溶融する温度)に30秒かかっても到達しなかった。 The fixing belt thus prepared was attached to the electromagnetic induction heating fixing device used in Example 1, and an attempt was made to perform a paper passing test. However, even if it took 30 seconds to reach a predetermined temperature (temperature for melting the toner), it did not reach. It was.
以上のウォームアップタイム、定着ベルト内の温度分布、および、力率に関する評価結果をまとめたものを表1に示す。 Table 1 shows a summary of the evaluation results regarding the warm-up time, the temperature distribution in the fixing belt, and the power factor.
10…定着ベルト
10a…耐熱樹脂保護層
10b…金属発熱層
10c…金属保護層
10d…弾性層
10e…離型層
11…加圧部材
11a…基材
11b…弾性体層
11c…離型層
12…電磁誘導装置
12a…電磁誘導コイル
13…押圧部材
14…未定着トナー像
15…記録媒体
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記金属発熱層の前記記録媒体が位置する側と反対側の面に設けられた耐熱性樹脂からなる保護層と、前記金属発熱層の前記記録媒体が位置する側の面に設けられた金属保護層とを含み、且つ、前記金属発熱層と前記金属保護層とが下式(1)を満たすことを特徴とする定着ベルト。
・式(1) ρA>ρB
〔但し、式(1)中、ρAは、前記金属保護層の固有抵抗(Ω・cm)を表し、ρBは前記金属発熱層の固有抵抗(Ω・cm)を表す。〕 In a fixing belt that includes a metal heating layer that generates heat due to an eddy current generated when a magnetic field is applied, and is fixed by heating and pressing an unfixed toner image formed on the surface of the recording medium.
A protective layer made of a heat-resistant resin provided on the surface of the metal heating layer opposite to the recording medium; and a metal protection provided on the surface of the metal heating layer on the recording medium side. A fixing belt, wherein the metal heating layer and the metal protective layer satisfy the following formula (1):
・ Formula (1) ρ A > ρ B
[In the formula (1), ρ A represents the specific resistance (Ω · cm) of the metal protective layer, and ρ B represents the specific resistance (Ω · cm) of the metal heating layer. ]
前記定着ベルトが、請求項1または2に記載の定着ベルトであることを特徴とする定着装置。 A fixing belt including a metal heating layer that generates heat due to an eddy current generated when a magnetic field is applied; a pressing member that contacts the fixing belt to form a nip and rotates; and the pressing member of the fixing belt includes: In a fixing device including a pressing member that presses a surface opposite to the provided side, and an excitation coil that applies a magnetic field to the metal heating layer by flowing an alternating current,
The fixing device according to claim 1, wherein the fixing belt is the fixing belt according to claim 1.
前記定着手段が、請求項3に記載の定着装置であることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, charging means for charging the surface of the image carrier, latent image forming means for forming a latent image on the charged surface of the image carrier, and developing the latent image with a developer to form an unfixed toner image An image forming apparatus comprising at least a developing unit that forms a toner image, a transfer unit that transfers the unfixed toner image to a transfer target, and a fixing unit that heat-fixes the unfixed toner image on a recording medium.
The image forming apparatus according to claim 3, wherein the fixing unit is the fixing device according to claim 3.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004255621A JP2006071998A (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004255621A JP2006071998A (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006071998A true JP2006071998A (en) | 2006-03-16 |
| JP2006071998A5 JP2006071998A5 (en) | 2007-10-11 |
Family
ID=36152704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004255621A Pending JP2006071998A (en) | 2004-09-02 | 2004-09-02 | Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006071998A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008143113A (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Fuji Xerox Co Ltd | Laminate, endless belt, fixing device and image forming device |
| US8010028B2 (en) | 2006-06-19 | 2011-08-30 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and fixing device |
| JP2013200502A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing belt, fixing device and image forming apparatus |
| JP2020038291A (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | キヤノン株式会社 | Image heating device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0944015A (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-14 | Canon Inc | Electromagnetic induction heating film, heating device and image forming apparatus |
| JP2002311733A (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-25 | Ntn Corp | Seamless belt for fixing device and method of manufacturing the same |
| JP2003007438A (en) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Fuji Xerox Co Ltd | Electromagnetic induction exothermic body, electromagnetic induction heating device, fixing device and image recording device |
-
2004
- 2004-09-02 JP JP2004255621A patent/JP2006071998A/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0944015A (en) * | 1995-08-03 | 1997-02-14 | Canon Inc | Electromagnetic induction heating film, heating device and image forming apparatus |
| JP2002311733A (en) * | 2001-04-12 | 2002-10-25 | Ntn Corp | Seamless belt for fixing device and method of manufacturing the same |
| JP2003007438A (en) * | 2001-06-21 | 2003-01-10 | Fuji Xerox Co Ltd | Electromagnetic induction exothermic body, electromagnetic induction heating device, fixing device and image recording device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8010028B2 (en) | 2006-06-19 | 2011-08-30 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus and fixing device |
| JP2008143113A (en) * | 2006-12-13 | 2008-06-26 | Fuji Xerox Co Ltd | Laminate, endless belt, fixing device and image forming device |
| JP2013200502A (en) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | Fuji Xerox Co Ltd | Fixing belt, fixing device and image forming apparatus |
| JP2020038291A (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-12 | キヤノン株式会社 | Image heating device |
| JP7158961B2 (en) | 2018-09-04 | 2022-10-24 | キヤノン株式会社 | Image heating device and rotating body |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4411838B2 (en) | Method for manufacturing fixing belt | |
| CN101989060B (en) | Fixing device and image forming apparatus | |
| WO2006011454A1 (en) | Heat generating roller, fixing equipment, and image forming apparatus | |
| JP4019853B2 (en) | Belt, fixing device and image forming apparatus | |
| JP2001005315A (en) | Image heating apparatus, heat roller used therefor, and image forming apparatus | |
| JP3667651B2 (en) | Roller with elasticity and heat insulation and heating device using the same | |
| JP4650166B2 (en) | Fixing member, fixing device, and image forming apparatus | |
| US20120057911A1 (en) | Heating roller comprising induction heating coil made of nickel alloy, fixing unit and image forming apparatus having the same | |
| JP2006071998A (en) | Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus | |
| JP2008256839A (en) | Fixing belt, fixing device and image forming apparatus | |
| JP5522135B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
| JP3967345B2 (en) | Induction heating apparatus and image forming apparatus having the same | |
| JP5365478B2 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus | |
| JP5076814B2 (en) | Fixing member, fixing device using the fixing member, and image forming apparatus provided with the fixing device | |
| JP4539407B2 (en) | Fixing device | |
| JP4451220B2 (en) | Image forming apparatus provided with heating device | |
| JP2007017723A (en) | Heating device, fixing device, and image forming apparatus | |
| JP2011039397A (en) | Image heating device and image forming apparatus provided with the same | |
| JP6387843B2 (en) | Fixing belt, fixing member, fixing device, and image forming apparatus | |
| JP2010230875A (en) | Fixing belt, fixing device and image forming apparatus | |
| JP5386909B2 (en) | Fixing belt, fixing device, and image forming apparatus | |
| JP2008020784A (en) | Fixing member, method for manufacturing fixing member, fixing device equipped with fixing member, and image forming apparatus equipped with fixing member | |
| JPWO2006095782A1 (en) | Fixing apparatus and image forming apparatus using the same | |
| JP2005010607A (en) | Fixing rotor and fixing device | |
| JP4915397B2 (en) | Fixing device and image forming apparatus. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070822 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070822 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20100330 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100528 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100615 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100816 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100907 |